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EP2766651A1 - Zumindest teilweise beheizbarer leitungsverbinder für eine beheizbare medienleitung sowie konfektionierte medienleitung mit einem solchen leitungsverbinder - Google Patents

Zumindest teilweise beheizbarer leitungsverbinder für eine beheizbare medienleitung sowie konfektionierte medienleitung mit einem solchen leitungsverbinder

Info

Publication number
EP2766651A1
EP2766651A1 EP12778044.3A EP12778044A EP2766651A1 EP 2766651 A1 EP2766651 A1 EP 2766651A1 EP 12778044 A EP12778044 A EP 12778044A EP 2766651 A1 EP2766651 A1 EP 2766651A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
connector
line connector
media
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12778044.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2766651B1 (de
Inventor
Daniel DE BEER
Reinhard Plietsch
Günter SIEPER
Otfried Schwarzkopf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voss Automotive GmbH
Original Assignee
Voss Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102011115890A external-priority patent/DE102011115890A1/de
Priority claimed from DE202011106751U external-priority patent/DE202011106751U1/de
Application filed by Voss Automotive GmbH filed Critical Voss Automotive GmbH
Publication of EP2766651A1 publication Critical patent/EP2766651A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2766651B1 publication Critical patent/EP2766651B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L25/00—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00
    • F16L25/01—Construction or details of pipe joints not provided for in, or of interest apart from, groups F16L13/00 - F16L23/00 specially adapted for realising electrical conduction between the two pipe ends of the joint or between parts thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
    • F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
    • F16L53/35—Ohmic-resistance heating
    • F16L53/38—Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1486—Means to prevent the substance from freezing

Definitions

  • the invention relates to an at least partially heatable line connector for a heatable media line and a ready-made media line with at least one heatable media line and at least one at least partially heatable line connector.
  • Prefabricated media lines with heatable media lines and at least partially heatable line connectors are known in the art. Especially in vehicles media lines are provided for conducting mostly liquid media. At low temperatures threaten the
  • Line connectors are used to connect at least two media lines or to connect a media line to any one
  • From EP 2 102 464 B1 is a device for conveying a fluid
  • Delivery line comprises a line connector and the system component directly or indirectly coupled to the line connector
  • Module connector comprises. Furthermore, the device comprises at least one heat conducting sleeve which is inserted into the line connecting piece and the module connecting piece.
  • the heat-conducting sleeve is for transmitting heat thermally with the heated conveyor line or the heated interior
  • the CONFIRMATION COPY coupled, wherein the banksleithülse produces a fluidic connection of the delivery line and the inner region of the system component.
  • the padsleithggse consists of a metal, in particular copper, aluminum, brass, zinc, silver, gold, magnesium, tungsten, graphite, or a thermally conductive plastic, which is filled with graphite or metal particles.
  • the present invention is therefore based on the object, a this
  • the object is achieved for an at least partially heatable line connector for a heatable media line according to the preamble of claim 1, characterized in that the line connector at least partially from a
  • thermally conductive or thermally conductive material wherein outside the body of the line connector, a heating system and / or heating elements
  • Line connector is inserted, which is pushed out during freezing of the guided in the media line and in the cable connector medium from the line connector due to the volume expansion occurring in this case and thus can cause no more heating of the line connector and the corresponding part of the media line. Rather, it is or will be the
  • Line connector itself thermally conductive or thermally conductive, so that it serves to heat the passing medium. There are therefore no costs for the additional mounting a dressingleithülse, as disclosed in EP 2,102,464 B1, to. Heat is generated directly by heat conduction or by heating in the thermally conductive or thermally conductive material of the
  • Line connector initiated or coupled.
  • Heating elements can be arranged on the outside of the line connector and / or it can be a heating system that couples heat into the line connector, in particular via the associated with this media line and / or in the
  • the line connector is advantageously at least in the largest part of the range of a thermally conductive or thermally conductive material, in the medium through the line connector is passed through or is passed through, so in the medium with the line connector comes into contact. It proves to be particularly advantageous if the thermally conductive or heat-conducting material of the line connector is a material that conducts heat better than the material or at least one of the materials of the media line. This is in the
  • Connecting portion of the media line to the line connector ensures that made of the thermally conductive material part of
  • Conduit connector is heated and not heat flows from the line connector in the media line. To make sure that is usually regarding its material or wall thickness is heated thicker cable connector at least in a large part of the area in which medium is passed through it, proving the provision of a heat better conductive material in this region of the line connector in comparison to the material of
  • the thermally conductive material may, for example, be a thermally conductive plastic.
  • this has a thermal conductivity of 1 - 20 W / (m » K), in particular 1 to 7 W / (nrK).
  • the line connector may be at least one as a connection section
  • the coupling part may e.g. Be part of a connection to an aggregate or be an aggregate itself. Due to the engagement of the connecting portion, in particular plug-like part formed in the coupling part or vice versa a plug-like part him the connection portion, a heat transfer from one to the other part take place inside. As a result, the transition region can be heated to an aggregate or the media line, so that even there an already frozen medium can be thawed or prevented again, that in the
  • the line connector comprises at least one thermally conductive or thermally conductive sleeve member, which is fixedly connected to this, in particular as a two-component injection molded part, insert or Einpressteil formed and firmly connected thereto.
  • thermally conductive plastic is e.g. by injecting, inserting or
  • the inner diameter of such a sleeve member can be chosen as large as otherwise provided as an inner diameter of the through hole through the conduit connector for carrying out medium. It can be a thin-walled metal sleeve, which is the inner diameter of the
  • Flow diameter or flow diameter for flowing through with medium is provided in providing such an aluminum sleeve due Thinness hardly reduced. Further, it is possible to form the sleeve member of a thermally conductive or thermally conductive plastic and to integrate in the manufacture of the line connector in this. An integration is possible, for example as a two-component injection molded part.
  • the line connector may be formed as a multi-component part, in particular as a two-component injection-molded part, wherein at least one part is designed to be conductive.
  • Media line is formed laser transparent advantageous. Since thermally conductive materials are usually not laser weldable, it proves to be very advantageous, when providing a multicomponent or two-component part, the part which is provided for connection of the media line or other aggregates laser-transparent form to allow a connection there via laser welding.
  • the line connector comprises an insulation device for thermal and / or electrical insulation, in particular is the
  • Line connector at least partially surrounded by at least one air volume for thermal insulation enclosing insulation and / or protection device or protective cap and / or in the region of a connecting portion for connecting to a plug or the media line is a
  • Insulating device for outside thermal insulation provided, in particular a fastening clip, which includes an air volume or an air gap to the line connector.
  • a connection or coupling portion on the outside at least partially surrounding
  • Fixing clip according to WO 2006/018384 A1 are arranged.
  • For thermal insulation is an air gap or trapped air volume between the line connector and the isolation device.
  • Insulation and / or protective device or protective cap and clip can also consist of an insulating material itself.
  • encapsulation can be an encapsulation of the line connector, in particular holistic
  • Encapsulation to be provided with an outer casing. Furthermore, a so-called shrinking tube, fabric tube or the like can be provided as encapsulation. When providing the encapsulation can between the
  • the line connector may further be formed so that by means of a
  • Line connector can be coupled, in particular in
  • connection area with the media line In this case, for example, by one or more heating elements heat in the jacket of the media line
  • This coupled-in heat can, in particular, provide a higher thermal conductivity of the material of the
  • Line connector compared to the material of the media line can be forwarded quickly within this, so that heating of the
  • Heat transport within the line connector this is advantageously provided with a wall thickness of 1 to 20 mm, in particular with a wall thickness of 2 to 5 mm.
  • the line connector may be provided with at least one fastening element and / or guide element for arranging heating elements on the outside and for improving the heat introduction, in particular with a rib structure.
  • Heating elements on the outside of the line connector can be selectively fixed there in position where they can be connected to PTC thermistors or an electrical supply line or where an outside wrapping the line connector with Heating elements to be done.
  • the heat coupling takes place in this case from the outside arranged around at least a part of the line connector on the thermally conductive material in the interior of the line connector into or to the sections of the line connector to be heated and therefore provided with the thermally conductive or thermally conductive means or thermally conductive or thermally conductive material are formed.
  • the media line is also advantageously provided with at least one heating element, in particular at least one heating element extending continuously along the media line.
  • the media line is at least partially provided with at least one heating wire, in particular two heating wires.
  • the heating element or the at least one heating wire can be arranged outside and / or inside with respect to the media line / be.
  • the media line or the jacket of the media line may in particular contain at least one layer of an electrically conductive and / or electrically and / or thermally conductive plastic.
  • the layer or heat-generating layer may heating elements for heating the
  • Plastic material thus heating the layer is directly possible.
  • a conductive or conductive layer in the jacket of the media line contacting elements are advantageously provided, in particular guided by the jacket of the media line to the outside to provide there a supply of electrical energy can.
  • PTC thermistors can be connected there, which in turn are connected to an electrical energy source
  • connection section in particular a plug-type or line connection section and / or a coupling section can take place.
  • the power supply for both the media line and the line connector for both the media line and the line connector.
  • the ends of the heating elements which are provided for heating the media line and for heating the
  • Line connector are provided, suitably connected and the
  • At least one heating strand can be arranged, in particular one, two or four heating strands.
  • Media line and the at least one line connector thus begins at the one line connector, extends along the media line to the other line connector, if necessary across this away, back to the first line connector, is thus placed twice inside, outside and / or in the jacket of the media line guided by this.
  • two heating strands advantageously extend along the media conduit and two heating strands are provided for wrapping around the conduit connectors.
  • the heating strand surrounding the conduit connector is connected to one of the two heating strands extending along the media conduit.
  • the other along the media line extending heating strand and the other end of the line connector at least partially surrounding heating wire are connected to the electrical
  • the two Schulitzen extending along the media line can thus at their ends with each other and / or with another heating strand or PTC thermistors for
  • the one line connector may be provided with two heating strands and the other with four heating strands, with two heating strands at each of the line connectors for wrapping the same.
  • the two line connectors of the assembled media line different amounts of heat can be introduced into the line connector.
  • thermally conductive material existing line connector is suitable
  • thermally conductive material having an elongation at break of 1 to 10%, in particular with an elongation at break of> 2% and with a
  • Tensile strength of more than 50 MPa, in particular more than 80 MPa It proves to be particularly advantageous to provide a mineral filler, in particular long glass fibers with a diameter of> 0.2 mm.
  • a carbon-based material, in particular graphite can be used as the filler.
  • a polymer material with a thermal conductivity of 5 W / (m K) can be provided, the one
  • the use of short fibers leads to a plastic material that is almost twice as expensive as compared to the use of long glass fibers, so that the use of long glass fibers is preferred in view of cost savings, in particular also with regard to the possible higher tensile strength.
  • the filler is a mineral material or a material based on mineral, which has sufficient stability against a
  • a metal may be used as the heat-conducting or heat-conducting material, in particular stainless steel, which proves to be particularly suitable when passing deionized water when used in fuel cells.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view through a first embodiment of a line connector according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view through a second embodiment of a line connector according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view through a third embodiment of a
  • Figure 3a is a longitudinal sectional view of another embodiment of a
  • Figure 3b is a cross-sectional view of the line connector according to 3a
  • Figure 4 is a cross-sectional view through a fourth embodiment of a
  • Figure 5 is a side and partially cross-sectional view through a
  • Figure 6 is a side sketchy view of an inventive
  • Figure 7 is a side sketchy view of an inventive
  • Figure 8 is a side view of a prefabricated inventive
  • Line connectors one of which is a straight line connector and one angled
  • Figure 9 is a side view of a prefabricated inventive
  • FIG. 6 and that shown in section in FIG. 3 and in FIG.
  • Figure 10 is a side partially sectioned view of the line connector according to
  • FIG. 3 without fastening clip, but with encapsulation
  • Figure 11 is a detail view of the media line according to Figure 9.
  • FIG. 12 is a side sketchy view of the radial heat transfer from the media line in a line connector according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a line connector 1, which consists entirely of a thermally conductive material.
  • Line connector 1 is straight. He has one
  • Lead terminal portion 10 of the lead connector has an inner sleeve-shaped plug-like part 11 and this outside
  • Heating elements 9 heated, wherein in the embodiment shown the
  • Line connector 1 is done.
  • the line connector shown in Figure 1 consists of a thermally conductive material that conducts heat better than the material of the media line 2. This is a heating of the
  • Line connector 1 by heat transfer from the media line 2 on the line connector 1 very possible.
  • a flowable through an inner passage opening 14 of the line connector 1 medium can thus be protected from freezing or thawed again, if this within the
  • an aggregate can be coupled to the coupling section 15. This is indicated in Figure 1 only by dashed lines.
  • the inner passage opening 14 extends through the
  • a fastening clip 3 is provided for isolating the coupling portion 15 of the line connector 1 on the outside and for connecting the line connector 1 to an aggregate or an aggregate connector. This is used to hold the attached to the coupling portion 15 aggregate connector and the outside thermal insulation of the coupling portion to the
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the line connector 1.
  • the line connector 1 in contrast to the embodiment of Figure 1, the line connector 1 with a fixedly mounted in this
  • thermally conductive sleeve member 16 provided. This includes one
  • the flange-like part 18 of the sleeve member 16 projects there, ie in the area in which a connection to an aggregate connector or an aggregate, etc. is possible, plate-like or flange, so that there frontally better heat coupling possible is.
  • the thermally conductive or thermally conductive sleeve member 16 may be manufactured as a separate part and inserted into the line connector during its manufacture and fastened in this, in particular pressed. Further, it is possible to form the pipe connector as a two-component injection molded part, wherein the heat-conductive or thermally conductive sleeve member 16 forms the one part and the rest of the body of the pipe connector 1, the other part. Since the sleeve member 16 is integrated with them directly in the manufacture of the line connector 1, the inner passage opening 19 in the sleeve member having a diameter of the inner through hole 14 in the
  • Embodiment of the line connector 1 according to Figure 1 corresponding inner diameter provided.
  • this is not in the provision of the heat-conducting or thermally conductive sleeve member 16 the case, since the wall thickness of the sleeve member 16 in the manufacture of the line connector 1 can already be considered or will.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a device according to the invention
  • Line connector shown which, in contrast to the embodiments of Figure 1 and 2 is formed as angled cable connector 4.
  • This like the embodiment of the line connector 1 according to FIG. 2, has a thermally conductive sleeve element 40, so that it is not necessary for the remaining body of the line connector 4 to be made of a thermally conductive or thermally conductive material.
  • the thermally conductive sleeve member 40 terminates in an angular portion 42 of the
  • the sleeve member 40 preferably projects into the region of
  • a line connection section 43 of the line connector 4, which adjoins the angle section 42, is laser-transparent in this embodiment in order to connect in this area using a laser
  • the pipe connection portion 43 in FIG. 3 is the region where the bore portion of the larger diameter stepped bore is located, into which the end of the media pipe 2 is inserted and fixed therein. Also, the outer sleeve-shaped part 12 of the line connection portion 10 of
  • Line connector 1 according to FIG. 1 is preferably laser-transparent in order to allow the use of a laser for connection by means of laser welding here. Since thermally conductive materials, in particular plastics, are usually not transparent to the laser, the line connection section 43 of the line connector 4 according to FIG. 3 or the outer sleeve-shaped part 12 of the line connection section 10 of the line connector 1 becomes different Material, namely a laser-transparent material, used, with a two-component injection molded part can also be made here.
  • Line connection portion 43 provided portion of the angled line connector 4, this may be provided with an encapsulation 5 on the outside or, wherein between the enclosure 5 and line connector 4, an air gap 50 remains, so an air volume is included, the
  • Such encapsulations 5 may in particular be designed as two half-shells, in order to allow trouble-free mounting after the joining of the line connector and the media line. Further, e.g. forming as encapsulation of the
  • Line connector or in the form of a shrink tubing or
  • a coupling portion 44 is at least largely surrounded by the mounting clip 3, on the one hand to attach, for example, a plug of an aggregate or the like and on the other hand to allow external thermal insulation of the coupling portion 44.
  • Line connector 4 proves to be very helpful for the assembly of the various components to the line connector 4. Furthermore, on the outside of the line connector 4, means for fixing and / or guiding the heating elements are provided, of which in FIG. 3, by way of example, a groove 142 is shown on the angle section 42. In this groove 142, a heating element can be inserted to targeted at desired locations heat from the outside in the
  • FIGS. 3a and 3b show an outer rib structure with individual ribs 242 and grooves 243 arranged therebetween as guide devices into which heating elements 9 are inserted. Especially good in these figures, the air gap 50 and the air volume between line connector 4 and
  • Encapsulation 5 to recognize, which causes the actual isolation.
  • the wall thickness w of the line connector in particular in the coupling region, may be 2 to 5 mm, the largest wall thickness in the region of a flange-like projection 46 being, for example, 20 mm.
  • flange-like projection 46 is supported by a mounting portion 30 of the
  • the groove is formed between the projection 46 and a projection 146 spaced therefrom.
  • the mounting clips 3 can fully around the respective
  • Line connector can be a fastening track, in particular the already mentioned groove, are provided.
  • Figures 1 to 4 is such
  • Figure 4 shows a sketchy cross-sectional view through another
  • Embodiment of a line connector according to the invention 1 The line connector outlined here in Figure 4 is designed as a two-component part and has an inner thermally conductive part 60 and an outer thermally insulating part 61 on.
  • the thermally conductive part extends in the interior of the line connector and comprises an inner passage opening 62 through which medium to be heated can flow.
  • the outer insulating member 61 extends in the region of the conduit connector provided for connection to a media conduit.
  • thermally conductive part 60 also extends to the outside of the
  • Line connector 1 and forms a coupling portion 63.
  • a mounting clip 3 can be arranged to provide isolation to the outside.
  • the connection region 64 for connecting the media line which is only partially shown in FIG. 4, is advantageously laser-transparent, thus in particular the material of the outer insolent part 61. This makes it possible to use a laser for fastening the media line to the line connector 4.
  • FIG. 5 shows a side view and partial sectional view of a prefabricated media line 7. This comprises two line connectors 1, 8 and the media line 2 connected to them.
  • the media line 2 is surrounded by a corrugated tube 20. In the attachment area of the corrugated tube at the two
  • Line connectors 1, 8 mounting clips 21 are arranged. Further, fastening clips 3 are arranged on both line connectors 1, 8, wherein the fastening clip 3 arranged on the line connector 8 is cut and the fastening clip 3 arranged on the line connector 1 is shown in the side view. The latter is C-shaped, as in FIG. 5
  • the line connector 8 according to Figure 5 has a laterally branching
  • Connection section 80 on.
  • pin-like elements 81, 82 as electrical contacts for a power connection.
  • the pins 81, 82 are connected to the jacket 22 of the media line 2 or with the heating elements guided therein or a thermally conductive layer of the media line 2.
  • This connection to heating conductor or PTC thermistor in the interior of the connection portion 80 is possible.
  • connection section 80 the part of the connection section 80 comprising
  • Line connector 8 may, as indicated in Figure 5, be surrounded by an encapsulation 5 or to provide insulation and at the same time an external protection. As indicated in FIG. 5, a part of the fastening clip 21 can also be accommodated in the encapsulation 5.
  • FIG. 6 and 7 show possible embodiments of the heating of angled and straight line connectors, ie the heat and the Arrangement of the heating strands provided for this purpose within the line connector.
  • three heating strands are arranged inside the line connector 4 or the encapsulation 5.
  • Two heating strands 90, 91 extend along the media line 2 into the line connector 4 or the encapsulation 5, in particular protective cap.
  • Another heating strand 92 is wound around a coupling portion 47 of the lead connector 4 to heat it, and led to a terminal portion 48 of the lead connector 4.
  • the respective ends 192, 193 of the heating strand 92 are connected to the heating strand 91 and their end 191 and a PTC thermistor 95 at the connecting or crimping points 93, 94, respectively.
  • the end 190 of the first heating strand 90 which is guided through the media line 2, is connected to a second PTC thermistor 96.
  • the two PTC thermistors 95, 96 are led to a plug 97, which in an electrical
  • Power supply device can be inserted.
  • Conduit connector 1 is wound around the lead terminal portion 10, wherein both heating strands 90, 91 coiled around the plug portion
  • Both heating strands 90, 91 are connected to one another, in particular crimped, within the encapsulation 5, which surrounds the line connector 1. This is indicated by a connection or crimping point 98 in FIG. Here, no connection to an electrical power supply is provided. This can be done in the area of the opposite other line connector.
  • the connecting or crimping points 93, 94, 98 shown in FIGS. 6 and 7 can each be enveloped by a heat-shrinkable tube and thereby sealed and protected from the outside. Furthermore, it is possible to overmold the connection or crimping points 93, 94, 98 with a mass, which procedure is particularly suitable for higher temperature requirements on the media line.
  • the connecting or crimping points 93, 94, 98 can in this case be inserted into an injection mold of an injection molding tool, which has at least one spring-loaded pin for guiding and / or positioning the connection or crimping point, so that it forms the wall of the
  • Figure 8 shows a combination of a straight conduit connector, such as the conduit connector 1 according to Figure 1, 2 or 4, and an angled conduit connector
  • Line connector 4 such as e.g. shown in Figure 3, the two
  • Cable connector 1, 4 with the media line 2, the encapsulations 5 and a mounting clip 3 are already shown fully assembled as ready-made media line 7 are shown.
  • a further angled line connector 4 is provided on the end of the media line 2. This is shown in detail in FIG. 10, wherein one half of the shell is designed as a protective cap
  • Enclosure 5 is removed to better recognize the cable connector. Similar to the line connector according to FIG. 7, the two heating strands 90, 91 are also connected to one another or crimped at the connection point 98. Heat is thus coupled into the line connector 4 on the outside, so that the inner through-opening is heated by the connection
  • Line connector through is possible to heat the medium flowing therein can. Only the outside are heated
  • the heat passes through heat conduction due to the provision of a thermally conductive or thermally conductive material, as described in Figures 1 to 4 above.
  • the coupling portion 44 of the line connector 4 in turn serves to connect to a
  • FIG. 11 shows the detail of the media line 2 sheathed with the corrugated tube 20.
  • the heating strands are guided on the outside around the media line 2.
  • a wrapping with adhesive or tissue adhesive tape 23 is provided for wrapping and / or for external protection. This is also indicated in FIG.
  • Media line as indicated in Figure 11, these can also be arranged in the jacket 22 of the media line, so that the media line has a thermally conductive jacket. Likewise, at least one layer of the jacket 22 of the media conduit can be made thermally conductive. Is the
  • thermally conductive layer led to the front side of the media line 2 a heat transfer from the heated media line to the thermally conductive layer or the thermally conductive material of the line connector can be made by contact of the end face of the media line with the corresponding thermally conductive portion of the line connector.
  • heating strands or heating elements also through the interior of the media line
  • the heating strands can be arranged along the media line, for example, with a pitch s of 15 to 35 mm, in particular 20 to 25 mm. In this way, a secure hold even when curving the line in the subsequent assembly, for example. In a vehicle, as possible as possible a very good heating of the guided medium within the media line medium.
  • FIG. 12 shows the principle of the radial heat input from the media line 2 or the heating strands 90, 91 provided along the latter into the line connector 1.
  • the area surrounded by the two heating wires 90, 91 serves as the heat coupling area WE and the heat transfer area including the coupling portion and the angle portion as the heat transfer area WT.
  • the heat transport region is therefore thermally conductive, in particular by the possibilities shown in Figures 1 to 4.
  • a material for the line connector or in particular the thermally conductive part of the line connector is a material having a thermal conductivity of 1 to 20 W / (nrvK), in particular 1 to 7 W / (rrvK). Furthermore, it proves to be advantageous to use a material having an elongation at break of 1 to 10%, in particular an elongation at break of about 2%.
  • Thermal conductivity is achieved by the highest possible proportion of filler, but the mechanical properties, especially of plastic, greatly deteriorates, so that plastic is very brittle and decreases its strength. Therefore, a good compromise between the desired high
  • Suitable fillers are, in particular, mineral fillers, such as long glass fibers or short glass fibers.
  • a polymer PA66 with long glass fibers can be used as a filler, which has a tensile strength of about 145 MPa and an elongation at break of 2%, such as. Star-Therm ® WG A-2 from EPIC Polymers Ltd., Kaiserslautern.
  • a polymer PA 66 with short glass fibers as carbon-based filler (graphite) with a tensile strength of 60 MPa and an elongation at break of 0.9%, for example.
  • the product Alcom PA66 910 / 30.1 GF15 TCE5 the company ALBIS Plastic GmbH.
  • Other thermally conductive materials are suitable for the production of
  • Line connector in particular also material combinations.
  • each of the line connectors at least partially made of a thermally conductive or thermally conductive material, wherein in the Body of the line connector no heating elements are embedded.
  • thermally conductive / thermally conductive sleeve member 1 inner passage opening

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Abstract

Bei einem zumindest teilweise beheizbarer Leitungsverbinder (1, 4, 8) für eine beheizbare Medienleitung (2) besteht der Leitungsverbinder (1, 4, 8) zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material, wobei außerhalb des Körpers des Leitungsverbinders (1, 4, 8) ein Heizsystem und/oder Heizelemente zugeordnet sind. Eine konfektionierte Medienleitung (7) mit zumindest einer beheizbaren Medienleitung (2) ist mit zumindest einem solchen zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder (1, 4, 8) versehen.

Description

Zumindest teilweise beheizbarer Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung sowie konfektionierte Medienleitung mit einem solchen
Leitungsverbinder
Die Erfindung betrifft einen zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung sowie eine konfektionierte Medienleitung mit zumindest einer beheizbaren Medienleitung und mit zumindest einem zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder.
Konfektionierte Medienleitungen mit beheizbaren Medienleitungen und zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbindern sind im Stand der Technik bekannt. Insbesondere in Fahrzeugen sind Medienleitungen zum Leiten von zumeist flüssigen Medien vorgesehen. Bei niedrigen Temperaturen drohen die
Medienleitungen einzufrieren, weshalb eine Beheizung vorgesehen wird.
Leitungsverbinder dienen zum Verbinden von zumindest zwei Medienleitungen oder zur Anschlussverbindung einer Medienleitung mit einem beliebigen
Aggregat. Durch die Medienleitungen werden oftmals solche Medien geführt, die aufgrund eines relativ hohen Gefrierpunktes bereits bei noch recht hohen
Umgebungstemperaturen zum Gefrieren neigen, wodurch die Funktionsfähigkeit bspw. eines Fahrzeugs beeinträchtigt oder sogar erheblich gestört werden kann. Ersichtlich ist dies insbesondere bei Wasserleitungen für Scheibenwaschanlagen der Fall, ebenso wie bei Medienleitungen, mittels derer wässrige Harnstofflösung als Medium transportiert wird, die als NOx-Reaktionsadditiv für Dieselmotoren mit sogenannten SCR-Katalysatoren eingesetzt werden.
Aus der EP 2 102 464 B1 ist eine Vorrichtung zum Befördern eines fluiden
Mediums mit einer beheizten Förderleitung und zumindest einer
Systemkomponente mit einem beheizten Innenbereich bekannt, wobei die
Förderleitung ein Leitungsanschlussstück umfasst und die Systemkomponente ein mit dem Leitungsanschlussstück direkt oder indirekt gekoppeltes
Modulanschlussstück umfasst. Ferner umfasst die Vorrichtung zumindest eine Wärmeleithülse, die in das Leitungsanschlussstück und das Modulanschlussstück eingesteckt wird. Die Wärmeleithülse ist dabei zur Übertragung von Wärme thermisch mit der beheizten Förderleitung bzw. dem beheizten Innenbereich
BESTÄTIGUNGSKOPIE gekoppelt, wobei die Wärmeleithülse eine fluidische Verbindung der Förderleitung und des Innenbereichs der Systemkomponente herstellt. Die Wärmeleithülse besteht aus einem Metall, insbesondere Kupfer, Aluminium, Messing, Zink, Silber, Gold, Magnesium, Wolfram, Graphit, oder einem thermisch leitfähigen Kunststoff, der mit Graphit oder Metallpartikeln gefüllt ist.
Bei Gefrieren des durch die Förderleitung und die Systemkomponente geführten Mediums besteht das Problem, dass die dünnwandige Wärmeleithülse aus dem Innenbereich der Systemkomponente herausgeschoben wird. Ferner ist die Montage der Wärmeleithülse im Übergangsbereich von Förderleitung und
Systemkomponente mit nicht unerheblichen Kosten und Aufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine dieses
Problem lösende und kostengünstigere Möglichkeit zumindest einer
Teilbeheizung eines Leitungsverbinders vorzusehen.
Die Aufgabe wird für einen zumindest teilweise beheizbaren Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Leitungsverbinder zumindest teilweise aus einem
wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material besteht, wobei außerhalb des Körpers des Leitungsverbinders ein Heizsystem und/oder Heizelemente
zugeordnet sind. Für eine konfektionierte Medienleitung nach dem Obergriff des Anspruchs 12 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass diese mit einem solchen Leitungsverbinder versehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch werden ein zumindest teilweise beheizbarer Leitungsverbinder für eine beheizbare Medienleitung sowie eine konfektionierte Medienleitung, umfassend eine beheizbare Medienleitung und zumindest einen solchen Leitungsverbinder geschaffen, bei dem bzw. der nicht mehr zusätzlich eine Wärmeleithülse in den Übergangsbereich bzw. Anschlussbereich von Medienleitung und
Leitungsverbinder eingesteckt wird, die beim Gefrieren des in der Medienleitung und im Leitungsverbinder geführten Mediums aus dem Leitungsverbinder herausgeschoben wird aufgrund der hierbei auftretenden Volumenausdehnung und somit keine Erwärmung des Leitungsverbinders und des entsprechenden Teils der Medienleitung mehr bewirken kann. Vielmehr ist oder wird der
Leitungsverbinder selbst wärmeleitfähig oder wärmeleitend ausgebildet, so dass dieser zum Erwärmen des hindurchtretenden Mediums dient. Es fallen somit keine Kosten für das zusätzliche Montieren einer Wärmeleithülse, wie sie in der EP 2 102 464 B1 offenbart ist, an. Wärme wird direkt durch Wärmeleitung oder durch Beheizen in das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material des
Leitungsverbinders eingeleitet bzw. eingekoppelt. In dem Körper des
Leitungsverbinders sind keine Heizelemente vorgesehen. Heizelemente können auf der Außenseite des Leitungsverbinders angeordnet werden und/oder es kann ein Heizsystem, das Wärme in den Leitungsverbinder einkoppelt, insbesondere über die mit diesem verbundene Medienleitung und/oder über in dem
Strömungskanal der Medienleitung innenliegende Heizelemente, vorgesehen werden. Da keine lose Wärmeleithülse mehr vorgesehen ist, besteht das Problem eines Herausschiebens derselben beim Gefrieren des hindurch geleiteten
Mediums nicht. Auch die aufwendige Montage einer solchen Wärmeleithülse an einem bestehenden Leitungsverbinder und Medienleitung entfällt. Ferner kann beim Ausbilden des Leitungsverbinders aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material der Strömungsquerschnitt beibehalten werden, anders als beim Einfügen einer Wärmeleithülse, wobei der Strömungsquerschnitt einer inneren Durchgangsöffnung durch den Leitungsverbinder hindurch eingeschränkt wird.
Der Leitungsverbinder besteht vorteilhaft zumindest im größten Teil des Bereichs aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material, in dem Medium durch den Leitungsverbinder hindurch leitbar ist oder hindurch geleitet wird, also in dem Medium mit dem Leitungsverbinder in Kontakt tritt. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material des Leitungsverbinders ein Material ist, das Wärme besser leitet als das Material oder zumindest eines der Materialien der Medienleitung. Hierdurch wird im
Anschlussbereich der Medienleitung an den Leitungsverbinder sichergestellt, dass der aus dem wärmeleitfähigen Material bestehende Teil des
Leitungsverbinders erwärmt wird und nicht Wärme aus dem Leitungsverbinder in die Medienleitung abfließt. Um sicherzustellen, dass der üblicherweise bezüglich seiner Material- bzw. Wandstärke dickere Leitungsverbinder zumindest in einem großen Teil des Bereichs, in dem Medium durch ihn hindurch geführt wird, erwärmt wird, erweist sich das Vorsehen eines Wärme besser leitenden Materials in diesem Bereich des Leitungsverbinders im Vergleich zum Material der
Medienleitung als sehr vorteilhaft. Bei Vorsehen eines Medienleitungsmantels aus mehreren Schichten, einem sog. Multilayer-Aufbau, wird insbesondere ein
Material verwendet, das Wärme besser leitet als zumindest eines der Materialien der Medienleitung.
Das wärmeleitfähige Material kann bspw. ein wärmeleitfähiger Kunststoff sein. Vorteilhaft weist dieser eine Wärmeleitfähigkeit von 1 - 20 W/(m»K), insbesondere 1 bis 7 W/(nrK), auf. Ein zwar die Wärmeleitfähigkeit erhöhender hoher
Füllstoffanteil im wärmeleitfähigen Kunststoff verschlechtert aber die
mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs erheblich, da dieser durch einen sehr hohen Füllstoffanteil sehr spröde wird und somit dessen Festigkeit stark abnimmt. Somit kann gerade bei einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 1 - 7 W/(m»K) ein guter Kompromiss aus guten mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs und einer akzeptablen Wärmeleitfähigkeit vorgesehen werden.
Der Leitungsverbinder kann zumindest einen als Anschlussabschnitt,
insbesondere steckerartig, ausgebildeten Teil, der zum Eingreifen in einen Kupplungsteil ausgebildet und/oder vorgesehen ist, aufweisen, wobei zumindest im Bereich des Anschlussabschnitts das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material vorgesehen ist. Der Kupplungsteil kann z.B. Teil einer Verbindung zu einem Aggregat sein oder eines Aggregats selbst sein. Aufgrund des Eingriffs des Anschlussabschnitts, insbesondere steckerartig ausgebildeten Teils, in den Kupplungsteil oder umgekehrt eines steckerartig ausgebildeten Teils ihn den Anschlussabschnitt kann ein Wärmetransport von dem einen in den anderen Teil hinein stattfinden. Hierdurch kann der Übergangsbereich zu einem Aggregat oder der Medienleitung beheizt werden, so dass auch dort ein bereits eingefrorenes Medium wieder aufgetaut oder verhindert werden kann, dass das in der
Medienleitung, dem Übergangsbereich zum Leitungsverbinder und in diesem geführte Medium einfriert. Vorteilhaft umfasst der Leitungsverbinder zumindest ein wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Hülsenelement, das mit diesem fest verbunden ist, insbesondere als Zweikomponenten-Spritzgussteil, Einlegeteil oder Einpressteil ausgebildet und mit diesem fest verbunden ist. Das wärmeleitende oder wärmeleitfähige
Hülsenelement besteht vorteilhaft aus einem wärmeleitfähigen oder
wärmeleitenden Kunststoff und ist z.B. durch Einspritzen, Einlegen oder
Einpressen fest mit dem übrigen Körper des Leitungsverbinders verbunden. Bei Vorsehen einer nachträglich in einen bestehenden Leitungsverbinder eingefügten Wärmeleithülse wird der Durchströmungsquerschnitt des Leitungsverbinders in diesem Bereich stark verringert. Wird ein wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Hülsenelement direkt bei der Herstellung des Leitungsverbinders mit in diesen integriert, um eine Wärmeleitfähigkeit vorzusehen und ein Beheizen des
Leitungsverbinders in dem Bereich, der von dem Medium durchströmt wird, kann der Innendurchmesser eines solchen Hülsenelementes so groß gewählt werden, wie dies auch ansonsten als Innendurchmesser der Durchgangsöffnung durch den Leitungsverbinder zum Durchführen von Medium vorgesehen ist. Es kann eine dünnwandige Metallhülse, die also den Innendurchmesser der
Durchgangsöffnung durch den Leitungsverbinder zum Durchströmen von Medium nur geringfügig verengt und die aufgrund der Verwendung von Metall eine hohe Leitfähigkeit aufweist, verwendet werden, z.B. eine Hülse aus Edelstahl oder Aluminium. Edelstahl eignet sich besonders für die Verwendung bei
Brennstoffzellen, bei denen als Medium deionisiertes Wasser durch
Leitungsverbinder und Medienleitung strömt. Da Edelstahl allerdings schwer zu bearbeiten ist, wird grundsätzlich Aluminium bevorzugt. Bei Aluminium tritt jedoch das Problem von Korrosion und das Erfordernis des Vorsehens eines
Korrosionsschutzes auf. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Beschichtung mit Korrosionsschutzmittel vorgesehen werden. Hierdurch wird eine solche Metallhülse allerdings teuer und schwieriger herzustellen. Aus diesem Grunde kann insbesondere ein Hülsenelement aus Aluminium verwendet werden. Dabei ist es möglich, eine solche Aluminiumhülse bei der Herstellung des
Leitungsverbinders in diesen einzupressen oder einzulegen, also die
Aluminiumhülse in den Leitungsverbinder fest zu integrieren. Der
Durchflussdurchmesser bzw. Durchströmungsdurchmesser zum Durchströmen mit Medium wird bei Vorsehen einer solchen Aluminiumhülse aufgrund deren Dünnwandigkeit kaum verringert. Ferner ist es möglich, das Hülsenelement aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Kunststoff auszubilden und bei der Herstellung des Leitungsverbinders in diesen zu integrieren. Eine Integration ist beispielsweise als Zweikomponenten-Spritzgussteil möglich.
Der Leitungsverbinder kann als Mehrkomponententeil ausgebildet sein, insbesondere als.Zweikomponenten-Spritzgussteil, wobei zumindest ein Teil leitfähig ausgebildet ist. Ein Anschlussabschnitt zum Verbinden mit der
Medienleitung ist vorteilhaft lasertransparent ausgebildet. Da wärmeleitfähige Werkstoffe üblicherweise nicht laserschweißbar sind, erweist es sich als sehr vorteilhaft, bei Vorsehen eines Mehr- bzw. Zweikomponententeils den Teil, der zum Anschluss der Medienleitung oder anderer Aggregate vorgesehen ist, lasertransparent auszubilden, um dort eine Verbindung über Laserschweißen zu ermöglichen.
Weiter vorteilhaft umfasst der Leitungsverbinder eine Isolationseinrichtung zum thermischen und/oder elektrischen Isolieren, insbesondere ist der
Leitungsverbinder zumindest teilweise von zumindest einer ein Luftvolumen zur thermischen Isolation einschließenden Isolations- und/oder Schutzeinrichtung bzw. Schutzkappe umgeben und/oder im Bereich eines Verbindungsabschnitts zum Verbinden mit einem Stecker oder der Medienleitung ist eine
Isolationseinrichtung zum außenseitigen thermischen Isolieren vorgesehen, insbesondere ein Befestigungsclip, der ein Luftvolumen oder einen Luftspalt zum Leitungsverbinder einschließt. Beispielsweise kann einen Verbindungs- oder Kupplungsabschnitt außenseitig zumindest teilweise umgebend ein
Befestigungsclip gemäß der WO 2006/018384 A1 angeordnet werden. Zur thermischen Isolation dient ein Luftspalt oder eingeschlossenes Luftvolumen zwischen dem Leitungsverbinder und der Isolationseinrichtung. Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Isolationseinrichtungen können Wärmeverluste im Bereich des Leitungsverbinders eingeschränkt oder sogar unterbunden werden. Isolations- und/oder Schutzeinrichtung bzw. Schutzkappe und Befestigungsclip können auch selbst aus einem isolierenden Material bestehen. Ferner ist eine Kapselung als außenseitiger Schutz des Leitungsverbinders und seiner
Anschluss- bzw. Verbindungsabschnitte gegen mechanische und, je nach Materialwahl, auch gegen chemische Beschädigung möglich. Als Kapselung kann eine Umspritzung des Leitungsverbinders, insbesondere gesamtheitliche
Umspritzung, mit einem Außengehäuse vorgesehen werden. Ferner kann als Kapselung ein sog. Schrumpfschlauch, Gewebeschlauch oder dergleichen vorgesehen werden. Bei Vorsehen der Kapselung kann zwischen dem
Leitungsverbinder und der Kapselung ein Luftvolumen eingeschlossen werden, wodurch eine gute Wärmeverteilung und eine gute thermische Isolation
gegenüber der Umgebung, also nach außen, erzielt werden kann.
Der Leitungsverbinder kann ferner so ausgebildet sein, dass mittels einer
Einrichtung zur Wärmeeinkopplung Wärme in radialer Richtung in den
Leitungsverbinder eingekoppelt werden kann, insbesondere im
Verbindungsbereich mit der Medienleitung. Hierbei wird beispielsweise durch ein oder mehrere Heizelemente Wärme in den Mantel der Medienleitung
eingekoppelt, axial über deren Mantel bis zum Ende der Medienleitung
transportiert und in dem Bereich des Leitungsverbinders, in den das Ende der Medienleitung eingefügt ist, radial aus dem Mantel der Medienleitung in den Leitungsverbinder eingekoppelt. Diese eingekoppelte Wärme kann insbesondere bei Vorsehen einer höheren Wärmeleitfähigkeit des Materials des
Leitungsverbinders im Vergleich zum Material der Medienleitung schnell innerhalb von diesem weitergeleitet werden, so dass eine Beheizung des
Leitungsverbinders über die Medienleitung möglich ist. Zum axialen
Wärmetransport innerhalb des Leitungsverbinders ist dieser vorteilhaft mit einer Wandstärke von 1 bis 20 mm versehen, insbesondere mit einer Wandstärke von 2 bis 5 mm.
Der Leitungsverbinder kann mit zumindest einem Befestigungselement und/oder Führungselement zum außenseitigen Anordnen von Heizelementen und zum Verbessern der Wärmeeinleitung versehen sein oder werden, insbesondere mit einer Rippenstruktur. Mittels solcher Befestigungselemente bzw.
Führungselemente bzw. einer solchen Rippenstruktur können Heizelemente auf der Außenseite des Leitungsverbinders gezielt dort in ihrer Position fixiert werden, wo sie mit Kaltleitern bzw. einer elektrischen Zuführleitung verbunden werden können bzw. wo eine außenseitige Umwicklung des Leitungsverbinders mit Heizelementen erfolgen soll. Die Wärmeeinkopplung erfolgt in diesem Falle von den außenseitig um zumindest einen Teil des Leitungsverbinders angeordneten über das wärmeleitfähige Material in das Innere des Leitungsverbinders hinein bzw. zu den Abschnitten des Leitungsverbinders, die beheizt werden sollen und daher mit der wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Einrichtung versehen bzw. aus wärmeleitfähigem oder wärmeleitendem Material ausgebildet sind.
Auch die Medienleitung ist vorteilhaft mit zumindest einem Heizelement versehen, insbesondere zumindest einem sich durchgängig entlang der Medienleitung erstreckenden Heizelement. Insbesondere ist die Medienleitung mit zumindest einem Heizdraht, insbesondere zwei Heizdrähten zumindest teilweise versehen. Das Heizelement bzw. der zumindest eine Heizdraht können außen- und/oder innenseitig bezüglich der Medienleitung angeordnet sein/werden. Ferner ist auch ein Anordnen im Mantel der Medienleitung in einer oder mehreren Schichten desselben möglich. Die Medienleitung bzw. der Mantel der Medienleitung kann insbesondere zumindest eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen und/oder elektrisch und/oder thermisch leitenden Kunststoff enthalten. Die Schicht bzw. wärmeerzeugende Schicht kann Heizelemente zum Beheizen des
Kunststoffmaterials aufweisen, somit ist ein Beheizen der Schicht direkt möglich. Bei Vorsehen einer solchen leitfähigen oder leitenden Schicht im Mantel der Medienleitung sind vorteilhaft Kontaktierungselemente vorgesehen, insbesondere durch den Mantel der Medienleitung nach außen geführt, um dort eine Zufuhr elektrischer Energie vorsehen zu können. Insbesondere können dort Kaltleiter angeschlossen werden, die ihrerseits an eine elektrische Energiequelle
angeschlossen werden. Für den Leitungsverbinder kann eine Zufuhr elektrischer Energie im Bereich eines Anschlussabschnitts, insbesondere steckerartigen bzw. Leitungsanschlussabschnitts und/oder eines Kupplungsabschnitts erfolgen.
Vorteilhaft erfolgt dort die Energiezufuhr sowohl für die Medienleitung als auch für den Leitungsverbinder. Beispielsweise sind die Enden der Heizelemente, die zum Beheizen der Medienleitung vorgesehen sind und die zum Beheizen des
Leitungsverbinders vorgesehen sind, geeignet konnektiert und die
Verbindungsstellen innerhalb der Isolations- und/oder Schutzeinrichtung
geschützt aufgenommen. Insbesondere im Bereich des Leitungsverbinders kann zumindest eine Heizlitze angeordnet werden, insbesondere ein, zwei oder vier Heizlitzen. Bei Vorsehen einer Heizlitze erstreckt sich diese vorteilhaft durchgängig entlang der
Medienleitung und dem zumindest einen Leitungsverbinder, beginnt also an dem einen Leitungsverbinder, erstreckt sich entlang der Medienleitung bis zum anderen Leitungsverbinder, ggf. über diesen hinweg, zurück zu dem ersten Leitungsverbinder, ist somit doppelt gelegt innenseitig, außenseitig und/oder im Mantel der Medienleitung entlang von dieser geführt. Bei Vorsehen zweier
Heizlitzen erstrecken sich vorteilhaft beide entlang der Medienleitung und vorteilhaft ist zumindest eine der beiden Heizlitzen zum Umwickeln des
Leitungsverbinders vorgesehen. Bei Vorsehen von vier Heizlitzen erstrecken sich vorteilhaft zwei Heizlitzen entlang der Medienleitung und zwei Heizlitzen sind zum Umwickeln der Leitungsverbinder vorgesehen. Die eine den Leitungsverbinder umgebende Heizlitze wird mit einer der beiden sich entlang der Medienleitung erstreckenden Heizlitzen verbunden. Die andere sich entlang der Medienleitung erstreckende Heizlitze sowie das andere Ende der den Leitungsverbinder zumindest teilweise umgebenden Heizlitze werden an die elektrische
Energiezufuhr, insbesondere Kaltleiter, angeschlossen. Die beiden sich entlang der Medienleitung ersteckenden Heizlitzen können somit an ihren Enden miteinander und/oder mit einer weiteren Heizlitze bzw. Kaltleitern für die
Energieversorgung verbunden sein. Entsprechend ist es sowohl bei Vorsehen zweier Heizlitzen als auch bei Vorsehen vierer Heizlitzen möglich, die Zufuhr elektrischer Energie lediglich im Bereich eines der beiden Leitungsverbinder, die endseitig an der Medienleitung angeordnet sind, vorzusehen.
Ferner kann an dem einen Leitungsverbinder eine andere Anzahl von Heizlitzen als an dem anderen angeordnet sein oder werden. Beispielsweise kann der eine Leitungsverbinder mit zwei Heizlitzen versehen sein und der andere mit vier Heizlitzen, wobei jeweils zwei Heizlitzen bei jedem der Leitungsverbinder zum Umwickeln derselben dienen. Durch das Vorsehen einer unterschiedlichen Anzahl von Heizlitzen oder allgemein Heizelementen an den beiden Leitungsverbindern der konfektionierten Medienleitung können unterschiedliche Wärmemengen in die Leitungsverbinder eingebracht werden. Als Material für den zumindest teilweise aus wärmeleitfähigem und
wärmeleitendem Material bestehenden Leitungsverbinder eignet sich
insbesondere ein wärmeleitfähiges Material mit einer Bruchdehnung von 1 bis 10 %, insbesondere mit einer Bruchdehnung von > 2 % und mit einer
Zugfestigkeit von mehr als 50 MPa, insbesondere mehr als 80 MPa. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, einen mineralischen Füllstoff, insbesondere Langglasfasern mit einem Durchmesser von > 0,2 mm vorzusehen. Ebenfalls können Kurzfasern verwendet werden. Beispielsweise kann als Füllstoff ein Material auf Kohlenstoffbasis, insbesondere Graphit, verwendet werden. Bei Verwendung von Langglasfasern ist bei einem Polymerwerkstoff eine
Zugfestigkeit von über 140 MPa bei einer Bruchdehnung von 2 % möglich. Bei Verwendung von Kurzglasfasern kann beispielsweise ein Polymerwerkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von 5 W/(m K) vorgesehen werden, der eine
Zugfestigkeit von etwa 70 MPa und eine Bruchdehnung von unter 1 % aufweist, wobei als Füllstoff ein Material auf Kohlenstoffbasis verwendet wird. Die
Verwendung von Kurzfasern führt allerdings zu einem nahezu doppelt so teuren Kunststoffmaterial im Vergleich zur Verwendung von Langglasfasern, so dass im Hinblick auf eine Kostenersparnis die Verwendung von Langglasfasern bevorzugt wird, insbesondere auch im Hinblick auf die mögliche höhere Zugfestigkeit. Im Hinblick auf einen dauerhaften Kontakt mit einer wässrigen Harnstofflösung, wie AdBlue®, eignet sich als Füllstoff ein mineralisches Material bzw. ein Material auf mineralischer Basis, das eine ausreichende Stabilität gegenüber einer
Dauerbeanspruchung mit diesem Stoff aufweist. Wie bereits erwähnt, kann alternativ oder ggf. zusätzlich zu der Verwendung von Kunststoffmaterial ein Metall als wärmeleitfähiges oder wärmeleitendes Material verwendet werden, insbesondere Edelstahl, was sich beim Durchleiten von deionisiertem Wasser bei der Anwendung bei Brennstoffzellen als besonders geeignet erweist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden
Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitungsverbinders, Figur 2 eine Querschnittsansicht durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitungsverbinders,
Figur 3 eine Querschnittsansicht durch eine dritte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Leitungsverbinders,
Figur 3a eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Leitungsverbinders mit außenseitiger
Rippenstruktur zum Einlegen von Heizelementen,
Figur 3b eine Querschnittsansicht des Leitungsverbinders gemäße Figur 3a, Figur 4 eine Querschnittsansicht durch eine vierte Ausführungsform eines
erfindungsgemäß Leitungsverbinders,
Figur 5 eine Seiten- und teilweise Querschnittsansicht durch eine
konfektionierte Medienleitung mit erfindungsgemäßen
Leitungsverbindern in fünfter Ausführungsform,
Figur 6 eine seitliche skizzenhafte Ansicht eines erfindungsgemäßen
Leitungsverbinders mit angefügter beheizbarer Medienleitung, wobei eine vier Heizlitzen umfassende konfektionierte Medienleitung unter
Verwendung dieser Heizelementeanordnung ausgebildet werden kann, Figur 7 eine seitliche skizzenhafte Ansicht eines erfindungsgemäßen
Leitungsverbinders mit angefügter beheizbarer Medienleitung, wobei eine zwei Heizlitzen umfassende konfektionierte Medienleitung unter
Verwendung dieser Heizelementeanordnung ausgebildet werden kann, Figur 8 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen konfektionierten
Medienleitung unter Verwendung der zweier endseitiger
Leitungsverbinder , von denen einer ein gerader Leitungsverbinder ist und einer ein abgewinkelter,
Figur 9 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen konfektionierten
Medienleitung unter Verwendung des Leitungsverbinders gemäß
Figur 6 und des in Figur 3 im Schnitt und in Figur 10 gezeigten
Leitungsverbinders,
Figur 10 eine seitliche teilgeschnittene Ansicht des Leitungsverbinders gemäß
Figur 3, ohne Befestigungsclip, jedoch mit Kapselung,
Figur 11 eine Detailansicht der Medienleitung gemäß Figur 9, und
Figur 12 eine seitliche skizzenhafte Ansicht des radialen Wärmeübergangs von der Medienleitung in einen erfindungsgemäßen Leitungsverbinder. In Figur 1 ist eine Querschnittsansicht eines Leitungsverbinders 1 gezeigt, der gesamtheitlich aus einem wärmeleitfähigen Material besteht. Der
Leitungsverbinder 1 ist gerade ausgebildet. Er weist einen
Leitungsanschlussabschnitt 10 und einen Kupplungsabschnitt 15 auf. Der
Leitungsanschlussabschnitt 10 des Leitungsverbinders weist einen inneren hülsenförmigen steckerartigen Teil 11 sowie einen diesen außenseitig
umgebenden, mit Abstand zu diesem angeordneten äußeren hülsenförmigen Teil 12 auf. Die Wandung einer gestrichelt angedeuteten Medienleitung 2 wird in den Zwischenraum 13 zwischen dem hülsenförmigen steckerartigen Teil 11 und dem äußeren hülsenförmigen Teil 12 eingesteckt. Die Medienleitung 2 ist über
Heizelemente 9 beheizbar, wobei in der gezeigten Ausführungsform die
Erwärmung des Leitungsverbinders 1 durch Wärmeübergang von der beheizten Medienleitung 2 über den Leitungsanschlussabschnitt 10 auf den
Leitungsverbinder 1 erfolgt. Zu diesem Zweck besteht der in Figur 1 gezeigte Leitungsverbinder aus einem wärmeleitfähigem Material, das Wärme besser leitet als das Material der Medienleitung 2. Hierdurch ist ein Erwärmen des
Leitungsverbinder 1 durch Wärmeübergang von der Medienleitung 2 auf den Leitungsverbinder 1 sehr gut möglich. Ein durch eine innere Durchgangsöffnung 14 des Leitungsverbinders 1 strömbares Medium kann somit vor einem Einfrieren geschützt bzw. wieder aufgetaut werden, sofern dieses innerhalb der
Medienleitung 2 und dem Leitungsverbinder 1 strömende Medium eingefroren sein sollte.
An dem Kupplungsabschnitt 15 kann beispielsweise ein Aggregat angekoppelt werden. Dies ist in Figur 1 lediglich durch gestrichelte Linien angedeutet. Die innere Durchgangsöffnung 14 erstreckt sich durch den
Leitungsanschlussabschnitt 10 und den Kupplungsabschnitt 15 hindurch. Zum außenseitigen Isolieren des Kupplungsabschnitts 15 des Leitungsverbinders 1 und zum Verbinden des Leitungsverbinder 1 mit einem Aggregat bzw. einem Aggregatstecker ist ein Befestigungsclip 3 vorgesehen. Dieser dient zum Halten des auf den Kupplungsabschnitt 15 aufgefügten Aggregatsteckers und zum außenseitigen thermischen Isolieren des Kupplungsabschnitts, um die
Wärmeverluste hier möglichst gering zu halten, damit auch dieser Kupplungsabschnitt ausreichend warm gehalten werden und so ein Einfrieren des durch die innere Durchgangsöffnung 14 strömenden Mediums verhindert bzw. dieses nach eventuellem Einfrieren wieder aufgetaut werden kann.
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform des Leitungsverbinders 1 gezeigt. Bei dieser Ausführungsvariante ist, im Unterschied zu der Ausführungsform nach Figur 1 , der Leitungsverbinder 1 mit einem fest in diesem montierten
wärmeleitenden Hülsenelement 16 versehen. Dieses umfasst einen
hülsenförmigen steckerartigen Teil 17 und einen auskragenden flanschartigen Teil 18. Es erstreckt sich durch die gesamte Längserstreckung des Leitungsverbinders 1 hindurch von dem Ende des Leitungsanschlussabschnitts 10 bis zum
gegenüberliegenden Ende des Kupplungsabschnitts 15. Der flanschartige Teil 18 des Hülsenelements 16 kragt dort, also in dem Bereich, in dem ein Anschluss an einen Aggregatstecker bzw. ein Aggregat etc. möglich ist, tellerartig oder flanschartig aus, so dass dort stirnseitig eine bessere Wärmeeinkopplung möglich ist. Das wärmeleitende oder wärmeleitfähige Hülsenelement 16 kann als separates Teil gefertigt und in den Leitungsverbinder bei dessen Herstellung eingelegt und in diesem befestigt, insbesondere eingepresst werden. Ferner ist es möglich, den Leitungsverbinder als Zweikomponenten-Spritzgussteil auszubilden, wobei das wärmeleitende oder wärmeleitfähige Hülsenelement 16 den einen Teil bildet und der übrige Körper des Leitungsverbinders 1 den anderen Teil. Da das Hülsenelement 16 direkt bei der Herstellung des Leitungsverbinders 1 mit in diesen integriert wird, ist die innere Durchgangsöffnung 19 in dem Hülsenelement mit einem dem Durchmesser der inneren Durchgangsöffnung 14 bei der
Ausführungsform des Leitungsverbinders 1 nach Figur 1 entsprechenden inneren Durchmesser versehen. Im Unterschied zum nachträglichen Einfügen einer separaten Wärmeleithülse in einen bestehenden Leitungsverbinder, bei dem der Durchmesser der inneren Durchgangsöffnung um die doppelte Wandstärke der Wärmeleithülse reduziert wird, ist dies bei dem Vorsehen des wärmeleitenden oder wärmeleitfäh igen Hülsenelements 16 nicht der Fall, da die Wandstärke des Hülsenelements 16 bei der Herstellung des Leitungsverbinders 1 bereits mit berücksichtigt werden kann bzw. wird. In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Leitungsverbinders gezeigt, der, im Unterschied zu den Ausführungsformen nach Figur 1 und 2 als gewinkelter Leitungsverbinder 4 ausgebildet ist. Auch dieser weist, wie die Ausführungsform des Leitungsverbinders 1 gemäß Figur 2, ein wärmeleitendes Hülsenelement 40 auf, so dass es nicht erforderlich ist, dass der übrige Körper des Leitungsverbinders 4 aus einem wärmeleitenden oder wärmeleitfähigen Material besteht. Zum Erwärmen eines innerhalb der inneren Durchgangsöffnung 41 strömenden Mediums ist bereits das Beheizen des wärmeleitenden bzw. wärmeleitfähigen Hülsenelements 40 ausreichend. Das wärmeleitende Hülsenelement 40 endet in einem Winkelabschnitt 42 des
Leitungsverbinders 4, wobei dies ausreichend ist, um eine Erwärmung von durch den Leitungsverbinder 4 strömendem Medium zu ermöglichen und ein Einfrieren von diesem zu verhindern bzw. um dieses nach einem Einfrieren auftauen zu können. Das Hülsenelement 40 ragt vorzugsweise bis in den Bereich des
Leitungsverbinders hinein, der von einem Heizleiter bzw. Heizelement umwickelt ist/wird. Anstelle der geraden endseitigen Ausbildung des Hülsenelements 40, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, kann dieses auch endseitig schräg ausgebildet, also mit einem endseitigen Fasenschnitt versehen, sein oder länger ausgebildet werden als dies in Figur 3 gezeigt ist.
Ein sich an den Winkelabschnitt 42 anschließender Leitungsanschlussabschnitt 43 des Leitungsverbinders 4 ist in dieser Ausführungsvariante lasertransparent, um in diesem Bereich ein Verbinden unter Verwendung eines Lasers zu
ermöglichen. Der Leitungsanschlussabschnitt 43 ist in Figur 3 der Bereich, in dem der Bohrungsteil der gestuften Bohrung mit dem größeren Durchmesser liegt, in den das Ende der Medienleitung 2 eingeschoben und darin befestigt wird. Auch der äußere hülsenförmige Teil 12 des Leitungsanschlussabschnitts 10 des
Leitungsverbinders 1 gemäß Figur 1 ist bevorzugt lasertransparent ausgebildet, um den Einsatz eines Lasers zum Verbinden mittels Laserschweißens hier zu ermöglichen. Da wärmeleitfähige Materialien, insbesondere Kunststoffe, üblicherweise nicht lasertransparent sind, wird für den Leitungsanschlussabschnitt 43 des Leitungsverbinders 4 gemäß Figur 3 bzw. den äußeren hülsenförmigen Teil 12 des Leitungsanschlussabschnitts 10 des Leitungsverbinders 1 ein anderes Material, nämlich ein lasertransparentes Material, verwendet, wobei auch hier ein Zweikomponenten-Spritzgussteil gefertigt werden kann.
Zum Isolieren und zum äußeren Schutz auch des mit dem
Leitungsanschlussabschnitt 43 versehenen Abschnitts des abgewinkelten Leitungsverbinders 4 kann dieser mit einer Kapselung 5 außenseitig versehen sein oder werden, wobei zwischen Kapselung 5 und Leitungsverbinder 4 ein Luftspalt 50 verbleibt, also ein Luftvolumen eingeschlossen wird, das der
Isolierung dient. Dies ist in Figur 3 angedeutet. Derartige Kapselungen 5 können insbesondere als zwei Halbschalen ausgebildet sein, um ein problemloses Montieren nach dem Zusammenfügen von Leitungsverbinder und Medienleitung zu ermöglichen. Ferner ist z.B. das Ausbilden als Umspritzung des
Leitungsverbinders oder in Form einer Schrumpfschlauch- bzw.
Gewebeschlauchummantelung möglich.
Auch bei der Ausführungsform des Leitungsverbinders 4 nach Figur 3 ist ein Kupplungsabschnitt 44 von dem Befestigungsclip 3 zumindest größtenteils umgeben, um hier einerseits ein Befestigen beispielsweise eines Steckers eines Aggregats oder dergleichen und andererseits eine außenseitige thermische Isolation des Kupplungsabschnitts 44 zu ermöglichen.
Im Übergangsbereich von Kupplungsabschnitt zum Winkelabschnitt 42 ist ein Zentrieransatz 45 ausgebildet, der sich aufgrund der Winkelform des
Leitungsverbinders 4 als sehr hilfreich für die Montage der verschiedenen Komponenten an dem Leitungsverbinder 4 erweist. Ferner sind außenseitig auf dem Leitungsverbinder 4 Einrichtungen zum Fixieren und/oder zur Führung der Heizelemente vorgesehen, von denen in Figur 3 beispielhaft eine Nut 142 am Winkelabschnitt 42 gezeigt ist. In diese Nut 142 kann ein Heizelement eingelegt werden, um gezielt an gewünschten Stellen Wärme von außen in den
Leitungsverbinder einkoppeln zu können. Mittels einer Einrichtung zum Fixieren der Heizelemente werden diese an dem Leitungsverbinder befestigt, in eine Einrichtung zum Führen lediglich lose eingelegt. Die Figuren 3a und 3b zeigen eine außenseitige Rippenstruktur mit einzelnen Rippen 242 und dazwischen angeordneten Nuten 243 als Führungseinrichtungen, in die Heizelemente 9 eingelegt sind. Besonders gut ist in diesen Figuren auch der Luftspalt 50 bzw. das Luftvolumen zwischen Leitungsverbinder 4 und
Kapselung 5 zu erkennen, der bzw. das die eigentliche Isolierung bewirkt.
Die Wandstärke w des Leitungsverbinders insbesondere im Kupplungsbereich kann 2 bis 5 mm betragen, wobei die größte Wandstärke im Bereich einer flanschartigen Auskragung 46 beispielsweise bei 20 mm liegt. An der
flanschartigen Auskragung 46 stützt sich ein Befestigungsabschnitt 30 des
Befestigungsclips 3 ab, der in einer Nut 49 des Kupplungsabschnitts 44
angeordnet wird. Die Nut wird zwischen der Auskragung 46 und einer hierzu beabstandeten Auskragung 146 gebildet.
Die Befestigungsclips 3 können vollumfänglich um den jeweiligen
Kupplungsabschnitt des Leitungsverbinders herum angeordnet oder c-förmig ausgebildet werden, so dass sie lediglich einen Teilbereich der jeweiligen
Kupplungsabschnitte umgeben. Zum Verrasten an den jeweiligen
Leitungsverbinder kann eine Befestigungsspur, insbesondere die bereits genannte Nut, vorgesehen werden. In den Figuren 1 bis 4 ist eine solche
Befestigungsnut 100 bzw. 49 gezeigt, in die der Befestigungsabschnitt 30 des jeweiligen Befestigungsclips 3 eingreift.
Figur 4 zeigt eine skizzenhafte Querschnittsansicht durch eine weitere
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leitungsverbinders 1. Der hier in Figur 4 skizzierte Leitungsverbinder ist als Zweikomponententeil ausgebildet und weist einen inneren wärmeleitfähigen Teil 60 sowie einen äußeren thermisch isolierenden Teil 61 auf. Der wärmeleitfähige Teil erstreckt sich im Inneren des Leitungsverbinders und umfasst eine innere Durchgangsöffnung 62, durch die zu beheizendes Medium hindurchströmen kann. Der äußere isolierende Teil 61 erstreckt sich in dem Bereich des Leitungsverbinders, der zum Verbinden bzw. Zusammenstecken mit einer Medienleitung vorgesehen ist. Der innere
wärmeleitfähige Teil 60 erstreckt sich auch auf die Außenseite des
Leitungsverbinders 1 und bildet einen Kupplungsabschnitt 63. Diesen umgebend kann wiederum ein Befestigungsclip 3 angeordnet werden, um eine Isolation nach außen vorzusehen. Dies ist in Figur 4 jedoch nicht gezeigt. Der in Figur 4 nur teilweise gezeigte Anschlussbereich 64 zum Anschließen der Medienleitung ist vorteilhaft lasertransparent, somit insbesondere das Material des äußeren insolierenden Teils 61. Hierdurch ist ein Einsatz eines Lasers zum Befestigen der Medienleitung an dem Leitungsverbinder 4 möglich.
Figur 5 zeigt eine Seitenansicht und teilweise Schnittansicht einer konfektionierten Medienleitung 7. Diese umfasst zwei Leitungsverbinder 1 , 8 sowie die mit diesen verbundene Medienleitung 2. Die Medienleitung 2 ist von einem Wellrohr 20 umgeben. Im Befestigungsbereich des Wellrohrs an den beiden
Leitungsverbindern 1 , 8 sind Befestigungsclips 21 angeordnet. Ferner sind an beiden Leitungsverbindern 1 , 8 Befestigungsclips 3 angeordnet, wobei der an dem Leitungsverbinder 8 angeordnete Befestigungsclip 3 geschnitten dargestellt ist und der an dem Leitungsverbinder 1 angeordnete Befestigungsclip 3 in der Seitenansicht gezeigt ist. Letzterer ist c-förmig ausgebildet, wie Figur 5
entnommen werden kann.
Der Leitungsverbinder 8 gemäß Figur 5 weist einen seitlich abzweigenden
Anschlussabschnitt 80 auf. In diesen ragen stiftartige Elemente 81 , 82 als elektrische Kontakte für einen Stromanschluss hinein. Die Stifte 81 , 82 sind mit dem Mantel 22 der Medienleitung 2 verbunden bzw. mit den hierin geführten Heizelementen bzw. einer wärmeleitfähigen Schicht der Medienleitung 2. Hierüber ist Anschluss an Heizleiter bzw. Kaltleiter im Inneren des Anschlussabschnitts 80 möglich.
Insbesondere der den Anschlussabschnitt 80 umfassende Teil des
Leitungsverbinders 8 kann, wie in Figur 5 angedeutet, von einer Kapselung 5 umgeben sein bzw. werden, um eine Isolation und zugleich einen äußeren Schutz vorzusehen. Wie in Figur 5 angedeutet, kann auch ein Teil des Befestigungsclips 21 in der Kapselung 5 aufgenommen werden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Beheizung von gewinkelten und geraden Leitungsverbindern, also der Wärmezufuhr sowie der Anordnung der hierzu vorgesehenen Heizlitzen innerhalb der Leitungsverbinder. Gemäß Figur 6 sind drei Heizlitzen innerhalb des Leitungsverbinders 4 bzw. der Kapselung 5 angeordnet. Zwei Heizlitzen 90, 91 erstrecken sich entlang der Medienleitung 2 in den Leitungsverbinder 4 bzw. die Kapselung 5, insbesondere Schutzkappe, hinein. Eine weitere Heizlitze 92 ist um einen Kupplungsabschnitt 47 des Leitungsverbinders 4 herumgewickelt, um diesen beheizen zu können, und zu einem Anschlussabschnitt 48 des Leitungsverbinders 4 geführt. Die jeweiligen Enden 192, 193 der Heizlitze 92 sind mit der Heizlitze 91 bzw. deren Ende 191 und einem Kaltleiter 95 an den Verbindungs- bzw. Crimpstellen 93, 94 verbunden. Das Ende 190 der ersten Heizlitze 90, die durch die Medienleitung 2 geführt wird, ist mit einem zweiten Kaltleiter 96 verbunden. Die beiden Kaltleiter 95, 96 sind zu einem Stecker 97 geführt, der in eine elektrische
Energieversorgungseinrichtung eingesteckt werden kann.
Es sind auch andere Verschaltungen der Heizlitzen zum elektrischen Kontaktieren von diesen möglich.
Wie Figur 7 zu entnehmen ist, sind hier die beiden Heizlitzen 90, 91 zunächst entlang der Medienleitung 2 geführt, nachfolgend innerhalb des
Leitungsverbinders 1 um den Leitungsanschlussabschnitt 10 herum gewendelt, wobei beide Heizlitzen 90, 91 um den Steckabschnitt herum gewendelt
angeordnet sind. Beide Heizlitzen 90, 91 sind innerhalb der Kapselung 5, die den Leitungsverbinder 1 umgibt, miteinander verbunden, insbesondere gecrimpt. Dies ist durch eine Verbindungs- bzw. Crimpstelle 98 in Figur 7 angedeutet. Hier ist kein Anschluss an eine elektrische Energieversorgung vorgesehen. Diese kann im Bereich des gegenüberliegenden anderen Leitungsverbinders erfolgen.
Die in den Figuren 6 und 7 gezeigten Verbindungs- bzw. Crimpstellen 93, 94, 98 können jeweils durch einen Schrumpfschlauch umhüllt und dadurch nach außen abgedichtet und geschützt werden. Ferner ist es möglich, die Verbindungs- bzw. Crimpstellen 93, 94, 98 mit einer Masse zu umspritzen, welche Vorgehensweise sich besonders bei höheren Temperaturanforderungen an die Medienleitung eignet. Insbesondere werden die Verbindungs- bzw. Crimpstellen 93, 94, 98 in einem Spritzverfahren mit zumindest einem Kunststoff, vorteilhaft einem Thermoplasten, umspritzt. Die Verbindungs- bzw. Crimpstellen 93, 94, 98 können hierbei in eine Spritzform eines Spritzgusswerkzeugs eingelegt werden, die zumindest einen federbelasteten Stift zur Führung und/oder Positionierung der Verbindungs- bzw. Crimpstelle aufweist, damit diese die Wand des
Spritzgusswerkzeugs bzw. der Spritzform nicht berührt. Beim Füllen der
Spritzform mit dem Thermoplasten unter Druck wird der federbelastete Stift zurückgeschoben und die Verbindungs- bzw. Crimpstelle 93, 94, 98 vollständig mit der thermoplastischen Masse umhüllt. Derartige und ähnliche
Spritzgusswerkzeuge und Verfahren zu deren Anwendung sind im Stand der Technik bekannt.
Figur 8 zeigt eine Kombination eines geraden Leitungsverbinders, wie des Leitungsverbinders 1 gemäß Figur 1 , 2 oder 4, und eines gewinkelten
Leitungsverbinders 4, wie z.B. in Figur 3 gezeigt, wobei die beiden
Leitungsverbinder 1 , 4 mit der Medienleitung 2, den Kapselungen 5 und einem Befestigungsclip 3 bereits fertig montiert als konfektionierte Medienleitung 7 gezeigt sind.
Bei der Ausführungsform der konfektionierten Medienleitung 7 gemäß Figur 9 ist anstelle des Leitungsverbinders 1 ein weiterer gewinkelter Leitungsverbinder 4 endseitig an der Medienleitung 2 vorgesehen. Dieser ist Figur 10 im Detail gezeigt, wobei die eine Schalenhälfte der als Schutzkappe ausgebildeten
Kapselung 5 entfernt ist, um den Leitungsverbinder besser erkennen zu können. Ähnlich wie bei dem Leitungsverbinder gemäß Figur 7 sind auch hier die beiden Heizlitzen 90, 91 miteinander verbunden bzw. gecrimpt an der Verbindungsstelle 98. Wärme wird also hier außenseitig in den Leitungsverbinder 4 eingekoppelt, so dass eine Erwärmung der inneren Durchgangsöffnung durch den
Leitungsverbinder hindurch möglich ist, um das darin strömende Medium erwärmen zu können. Außenseitig beheizt werden nur der
Leitungsanschlussabschnitt 43 sowie der Winkelabschnitt 42, nicht jedoch der Kupplungsabschnitt 44. In diesen gelangt die Wärme durch Wärmeleitung aufgrund des Vorsehens eines wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Materials, wie zu den Figuren 1 bis 4 vorstehend beschrieben. Der Kupplungsabschnitt 44 des Leitungsverbinders 4 dient wiederum zum Verbinden mit einem
Aggregatstecker etc., der dort aufgesteckt werden kann.
In Figur 11 ist das Detail der mit dem Wellrohr 20 ummantelten Medienleitung 2 gezeigt. Bei der in Figur 11 gezeigten Ausführungsvariante sind die Heizlitzen außenseitig um die Medienleitung 2 herum geführt. Zum Fixieren und/oder zum äußeren Schutz ist eine Umwicklung mit Klebe- bzw. Gewebeklebeband 23 vorgesehen. Dies ist in Figur 11 ebenfalls angedeutet.
Anstelle des Anordnens der Heizlitzen 90, 91 auf der Außenseite der
Medienleitung, wie in Figur 11 angedeutet, können diese auch in dem Mantel 22 der Medienleitung angeordnet werden, so dass die Medienleitung einen wärmeleitfähigen Mantel aufweist. Ebenso kann zumindest eine Schicht des Mantels 22 der Medienleitung wärmeleitend ausgebildet werden. Ist die
wärmeleitfähige Schicht bis zur Stirnseite der Medienleitung 2 geführt, kann eine Wärmeübertragung von der beheizten Medienleitung auf die wärmeleitfähige Schicht oder das wärmeleitfähige Material des Leitungsverbinders durch Kontakt der Stirnseite der Medienleitung mit dem entsprechenden wärmeleitfähigen Bereich des Leitungsverbinders erfolgen. Grundsätzlich ist es ferner möglich, Heizlitzen bzw. Heizelemente auch durch das Innere der Medienleitung
hindurchzuführen. Dies ist in Figur 11 jedoch nicht gezeigt.
Die Heizlitzen können entlang der Medienleitung bspw. mit einer Steigung s von 15 bis 35 mm, insbesondere 20 bis 25 mm, angeordnet werden. Hierdurch ist ein sicherer Halt auch bei Krümmen der Leitung bei der späteren Montage bspw. in einem Fahrzeug, ebenso möglich wie eine sehr gute Beheizung des innerhalb der Medienleitung geführten Mediums möglich.
In Figur 12 ist eine radiale Wärmeeinkopplung von der Medienleitung 2 in den Leitungsverbinder 1 skizziert, wobei aus dem Mantel 22 der Medienleitung 2 Wärme radial in den Leitungsverbinder eingekoppelt wird. Figur 12 zeigt das Prinzip der radialen Wärmeeinkoppelung aus der Medienleitung 2 bzw. den entlang von dieser vorgesehenen Heizlitzen 90, 91 in den Leitungsverbinder 1 hinein. Wie Figur 10 entnommen werden kann, dient der Bereich, der von den beiden Heizlitzen 90, 91 umgeben wird, als Wärmeeinkopplungsbereich WE und der Bereich, in dem Wärme transportiert wird, umfassend den Kupplungsabschnitt und den Winkelabschnitt, als Wärmetransportbereich WT. Insbesondere der Wärmetransportbereich ist daher wärmeleitfähig ausgebildet, insbesondere durch die in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Möglichkeiten.
Als Material für den Leitungsverbinder bzw. insbesondere den wärmeleitfähigen Teil des Leitungsverbinders eignet sich ein Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1 bis 20 W/(nrvK) insbesondere 1 bis 7 W/( rrvK). Ferner erweist es sich als vorteilhaft, ein Material zu verwenden, das eine Bruchdehnung von 1 bis 10 %, insbesondere eine Bruchdehnung von etwa 2 % aufweist. Eine hohe
Wärmeleitfähigkeit wird durch einen möglichst hohen Füllstoffanteil erzielt, der jedoch die mechanischen Eigenschaften, insbesondere von Kunststoff, stark verschlechtert, so dass Kunststoff sehr spröde wird und seine Festigkeit abnimmt. Daher wird ein guter Kompromiss zwischen der gewünschten hohen
Wärmeleitfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften ausgewählt. Als Füllstoff eignen sich vor allem mineralische Füllstoffe, wie Langglasfasern oder Kurzglasfasern. Beispielsweise kann ein Polymer PA66 mit Langglasfasern als Füllstoff verwendet werden, das eine Zugfestigkeit von etwa 145 MPa und eine Bruchdehnung von 2 % aufweist, wie bspw. Star-Therm® WG A-2 der Firma EPIC Polymers Ltd., Kaiserslautern. Ebenfalls eignet sich, da sehr gut leitend, ein Polymer PA 66 mit Kurzglasfasern als Füllstoff auf Kohlenstoffbasis (Graphite) mit einer Zugfestigkeit von 60 MPa und einer Bruchdehnung von 0,9 %, bspw. das Produkt Alcom PA66 910/30.1 GF15 TCE5 der Firma ALBIS Plastic GmbH. Auch andere wärmeleitfähige Materialien eignen sich zur Herstellung des
Leitungsverbinders, insbesondere auch Materialkombinationen.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsvarianten von Leitungsverbindern und konfektionierten
Medienleitungen mit solchen Leitungsverbindern können noch zahlreiche weitere gebildet werden, bei denen jeweils der Leitungsverbindern zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material besteht, wobei in den Körper des Leitungsverbinders keine Heizelemente eingebettet sind.
Insbesondere können beliebige Kombinationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste
1 Leitungsverbinder, gerade
2 Medienleitung
3 Befestigungsclip
4 Leitungsverbinder, abgewinkelt
5 Kapselung
7 konfektionierte Medienleitung
8 Leitungsverbinder
9 Heizelement
10 Leitungsanschlussabschnitt
11 hülsenförmiger steckerartiger Teil
12 äußerer hülsenförmiger Teil
13 Zwischenraum
14 innere Durchgangsöffnung
15 Kupplungsabschnitt
16 wärmeleitendes/wärmeleitfähiges Hülsenelement
17 hülsenförmiger steckerartiger Teil
18 auskragender flanschartiger Teil
19 innere Durchgangsöffnung
0 Wellrohr
1 Befestigungsclip
2 Mantel
3 Klebe- bzw. Gewebeklebeband
0 Befestigungsabschnitt
0 wärmeleitendes/wärmeleitfähiges Hülsenelement 1 innere Durchgangsöffnung
2 Winkelabschnitt
3 Steckabschnitt
4 Kupplungsabschnitt
5 Zentrieransatz
6 flanschartige Auskragung
7 Kupplungsabschnitt
8 Anschlussabschnitt 49 Nut
50 Luftspalt
60 innerer wärmeleitfähiger Teil
61 äußerer isolierender Teil
62 innere Durchgangsöffnung
63 Kupplungsabschnitt
64 Anschlussbereich
80 seitlich abzweigender Anschlussabschnitt
81 Stift
82 Stift
90 erste Heizlitze
91 zweite Heizlitze
92 dritte Heizlitze
93 Verbindungs-/Crimpstelle
94 Verbindungs-/Crimpstelle
95 Kaltleiter
96 Kaltleiter
97 Stecker
98 Verbindungs-/Crimpstelle
100 Nut
142 Nut
146 Auskragung
190 Ende
191 Ende
192 Ende
193 Ende
242 Rippe
243 Nut
W Wandstärke
S Steigung
WE Wärmeeinkopplungsbereich
WT Wärmetransportbereich

Claims

Ansprüche
1. Zumindest teilweise beheizbarer Leitungsverbinder (1 ,4,8) für eine
beheizbare Medienleitung (2),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4,8) zumindest teilweise aus einem
wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material besteht, wobei außerhalb des Körpers des Leitungsverbinders (1 ,4,8) ein Heizsystem und/oder Heizelemente zugeordnet sind.
2. Leitungsverbinder ( ,4,8) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wärmeleitfähige Material ein wärmeleitfähiger Kunststoff ist.
3. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4,8) zumindest im größten Teil des Bereichs aus einem wärmeleitfähigen oder wärmeleitenden Material besteht, in dem Medium durch den Leitungsverbinder (1 ,4,8) hindurch leitbar ist oder hindurch geleitet wird.
4. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wärmeleitfähige Kunststoff eine Wärmeleitfähigkeit von 1 bis
20 W/(m-K), insbesondere 1 bis 7 W/(m-K), aufweist.
5. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4,8) zumindest einen als Anschlussabschnitt, insbesondere steckerartig, ausgebildeten Teil (11 ,17,43,48,80) aufweist, wobei zumindest im Bereich des Anschlussabschnitt das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material vorgesehen ist.
6. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4) zumindest ein wärmeleitfähiges oder
wärmeleitendes Hülsenelement (16,40) umfasst, das mit diesem fest verbunden ist, insbesondere als Zweikomponenten-Spritzgussteil,
Einlegeteil oder Einpressteil ausgebildet und mit diesem fest verbunden ist.
7. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1) als Mehrkomponententeil ausgebildet ist, insbesondere als Zweikomponenten-Spritzgussteil, wobei zumindest ein Teil (60) leitfähig ausgebildet ist, insbesondere ein Anschlussabschnitt (64) zum Verbinden mit der Medienleitung (2) lasertransparent ausgebildet ist.
8. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4,8) eine Isolationseinrichtung (3,5) zum
thermischen und/oder elektrischen Isolieren umfasst, insbesondere zumindest teilweise von zumindest einer ein Luftvolumen zur thermischen Isolation einschließenden Isolations- und/oder Schutzeinrichtung (5) umgeben ist und/oder im Bereich eines Verbindungsabschnitts zum
Verbinden mit einem Stecker oder der Medienleitung (2) eine
Isolationseinrichtung zum außenseitigen thermischen Isolieren vorgesehen ist, insbesondere ein Befestigungsclip (3), der ein Luftvolumen oder einen Luftspalt zum Leitungsverbinder (1 ,4,8) einschließt.
9. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4,8) so ausgebildet ist, dass mittels einer
Einrichtung zur Wärmeeinkopplung Wärme in radiale Richtung in den Leitungsverbinder (1 ,4,8) einkoppelbar ist, insbesondere im
Verbindungsbereich mit der Medienleitung (2).
10. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsverbinder (1 ,4,8) zum axialen Wärmetransport mit einer Wandstärke (w) von 1 bis 20 mm versehen ist, insbesondere mit einer Wandstärke (w) von 2 bis 5 mm.
11. Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Leitungsverbinder (1 ,4,8) mit zumindest einem Befestigungselement und/oder Führungselement (242,243) zum außenseitigen Anordnen von Heizelementen (9) und zum Verbessern der Wärmeeinleitung versehbar oder versehen ist, insbesondere mit einer Rippenstruktur.
12. Konfektionierte Medienleitung (7) mit zumindest einer beheizbaren
Medienleitung (2) und mit zumindest einem zumindest teilweise
beheizbaren Leitungsverbinder (1 ,4,8) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
13. Konfektionierte Medienleitung (7) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wärmeleitfähige oder wärmeleitende Material des Leitungsverbinders (1 ,4,8) ein Material ist, das Wärme besser leitet als das Material oder zumindest eines der Materialien der Medienleitung (2).
14. Konfektionierte Medienleitung (7) nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Medienleitung (2) mit zumindest einem Heizelement (9), insbesondere zumindest einem sich durchgängig entlang der Medienleitung (2) erstreckenden Heizelement (9), versehen ist, insbesondere mit zumindest einem Heizdraht, insbesondere zwei Heizdrähten.
15. Konfektionierte Medienleitung (7) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Medienleitung (2) zumindest eine Schicht aus einem leitfähigen oder leitenden Kunststoff enthält, insbesondere mit Kontaktierungselementen versehen ist, insbesondere die wärmeerzeugende Schicht Heizelemente zum Beheizen des Kunststoffmaterials aufweist.
16. Konfektionierte Medienleitung (7) nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich der Leitungsverbinder (1 ,4,8) zumindest eine Heizlitze
(90,91 ,92) angeordnet werden, insbesondere ein, zwei oder vier Heizlitzen (90,91 ,92), insbesondere im Bereich des einen Leitungsverbinders (1 ,4,8) eine andere Anzahl von Heizlitzen (90,91 ,92) angeordnet ist als an dem anderen.
17. Konfektionierte Medienleitung (7) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Vorsehen einer Heizlitze sich diese durchgängig entlang der
Medienleitung (2) und des zumindest einen Leitungsverbinders (1 ,4,8) erstreckt, bei Vorsehen zweier Heizlitzen (90,91) sich beide entlang der Medienleitung (2) erstrecken und zumindest eine der beiden Heizlitzen (90,91) zum Umwickeln des Leitungsverbinders (1 ,4,8) vorgesehen ist, bei Vorsehen vierer Heizlitzen (90,91 ,92) sich zwei Heizlitzen (90,91) entlang der Medienleitung (2) erstrecken und zwei Heizlitzen (92) zum Umwickeln der Leitungsverbinder (1 ,4,8) vorgesehen sind.
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